Motion MCU Flaggschiff-MCU für die Motorsteuerung

Von Gerd Kucera

Zur schnellen und hochpräzisen Steuerung von Servomotoren hat Renesas die Motion MCU mit der Bezeichnung RZ/T2M entwickelt. Sie integriert Motorsteuerung und TSN-fähiges Industrial-Ethernet-Netzwerk und unterstützt gleichzeitig die funktionale Sicherheit.

Die Motion MCU ist ab sofort erhältlich, für die Renesas auch ein Starter Kit zur ersten Evaluierungzur bereitstellt.
Die Motion MCU ist ab sofort erhältlich, für die Renesas auch ein Starter Kit zur ersten Evaluierungzur bereitstellt.
(Bild: Renesas )

Weltweit nimmt die Nachfrage nach dem Einsatz von Industrierobotern zur Steigerung der Produktivität stetig zu, weshalb Renesas mit dem Mikroprozessor RZ/T2M nach eigenen Angaben seine leistungsstärkste Motorsteuerungs-MPU auf den Markt gebracht. Dazu sagt Toshihide Tsuboi, Vice President der Industrial Automation Business Division bei Renesas: „Der RZ/T2M ist in der Lage, Servomotoren für den Antrieb von Robotern mit extrem hoher Geschwindigkeit und Präzision zu steuern. Wir sind davon überzeugt, dass der RZ/T2M zur Entwicklung und Verbreitung von hochentwickelten Industrierobotern beitragen wird, die sicher an der Seite von Menschen arbeiten können.“

Der Chip vereint schnelle und hochpräzise Echtzeit-Motorsteuerungsfähigkeiten mit dem neuesten Industrie-Ethernet in einem einzigen Chip. Auch unterstützt der Baustein den funktionalen Sicherheitsbetrieb. Aufgrund der Bereitstellung aller wesentlichen Peripheriefunktionen für die Motorsteuerung, können Anwender damit die Anzahl der externen Komponenten reduzieren und die Stücklistenkosten sowie die Produktgröße reduzieren.

Höhere Leistung bei der Echtzeitsteuerung

Basis des RZ/T2M sind zwei Arm Cortex-R52-Cores mit einer maximalen Betriebsfrequenz von 800 MHz. Die Anbindung der Peripheriefunktionen für die Motorsteuerung an einen dedizierten Bus, der direkt mit der CPU verbunden ist, ermöglicht der CPU den Zugriff auf diese Funktionen mit geringer Latenzzeit. Darüber hinaus ist die große Speicherkapazität (576 KByte) eng mit der CPU gekoppelt. Dies reduziert Schwankungen in der Ausführungszeit, die beim Einsatz von Cache-Speicher auftreten können, und sorgt für eine deterministische, reaktionsschnelle Verarbeitung. Aufgrund dessen ermöglicht der RZ/T2M eine schnelle und hochpräzise Steuerung für Anwendungen, die eine hohe Leistung erfordern, wie AC-Servomotoren, Frequenzumrichter und Industrieroboter, konstatiert Renesas.

Unterstützung für mehrere industrielle Ethernet-Protokolle und TSN-Netzwerke der nächsten Generation ist selbstverständlich: Zusätzlich zu den wichtigsten industriellen Netzwerkprotokollen wie EtherCAT, PROFINET RT und EtherNet/IP unterstützt der RZ/T2M nun auch das PROFINET-IRT-Protokoll. Die neue MPU enthält außerdem einen Ethernet-Switch für den TSN-Standard (Time-Sensitive Networking) der nächsten Generation, sodass mehrere Bausteine präzise synchronisiert arbeiten können.

Auch die funktionale Sicherheit ist integriert

In den meisten Fällen erfordert die Entwicklung von Industrieanwendungen, die den Anforderungen an die funktionale Sicherheit entsprechen, den Einsatz von zwei externen MCUs für die Safety-Überwachung. Dies erhöht die Stücklistenkosten.

Der RZ/T2M hingegen verfügt über eine Hardware-Konfiguration, die auf den Betrieb mit funktionaler Sicherheit ausgerichtet ist. Damit ist nur eine externe MCU für die Umsetzung der funktionalen Sicherheit erforderlich. Der RZ/T2M kann funktionale Sicherheitsfunktionen parallel zur Motorsteuerung und Netzwerkkommunikation ausführen. Darüber hinaus plant Renesas, im Laufe des Jahres Lösungen für funktionale Sicherheit auf den Markt zu bringen. Dazu gehört eine SIL3-zertifizierte Software-Kit-Kombination mit einem Selbsttest-Software-Kit, das die Selbstdiagnose von Fehlfunktionen durch den RZ/T2M ermöglicht, sowie ein SIL3-System-Software-Kit für die wechselseitige Diagnose und Software-Isolierungsfunktionen.

IAR Embedded Workbench for Arm Functional Safety ist eine integrierte Entwicklungsumgebung, die für die Entwicklung im Bereich der funktionalen Sicherheit zertifiziert und ein wesentliches Werkzeug für den Einsatz der oben genannten Software ist. Sie unterstützt die neuen RZ/T2M-Prozessoren.

„Funktionale Sicherheit ist nach wie vor eine wichtige Anforderung für viele unserer Kunden“, kommentiert Anders Holmberg, CTO bei IAR Systems, „Unternehmen, die sich bei ihrer nächsten Entwicklung für den neuen RZ/T2M von Renesas entscheiden, können sicher sein, dass IAR Systems sie mit zertifizierten Entwicklungswerkzeugen und professionellem technischem Support weltweit unterstützt. Dadurch lassen sich sowohl die Entwicklungszeit als auch die Projektkosten erheblich reduzieren.“

Winning Combination mit der Motion MCU

Renesas bietet die Winning Combination Motor Control System with Industrial Network and Functional Safety, die den RZ/T2M mit komplementären Renesas-Komponenten kombiniert, die nahtlos zusammenarbeiten. Dazu gehören eine hochpräzise Stromerfassungslösung, bei der der RZ/T2M mit einem isolierten ΔΣ-Modulator kombiniert wird; eine hochpräzise Drehpositionserfassungslösung, die den RZ/T2M mit einem RS-485-Baustein und Fotokopplern nutzt; eine funktionale Sicherheitslösung, bei der der RZ/T2M mit einer MCU zur gegenseitigen Überwachung zum Einsatz kommen, sowie eine optimierte Stromversorgungskonfiguration. Renesas bietet mehr als 300 Winning Combinations mit kompatiblen Bausteinen aus dem Produktportfolio von Renesas an, mit denen Kunden den Entwicklungsprozess beschleunigen und Produkte schneller auf den Markt bringen können.

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